Mas afinal de contas, como uma câmera focaliza uma cena?

Por acaso você já se perguntou como sua câmera ou smartphone conseguem focalizar automaticamente uma cena? Se estivéssemos na época dos Flintstones eu diria que tem um pequeno Pterodátilo dentro da câmera girando a lente para você, mas os tempos são outros e a tecnologia é menos, digamos, biológica!

Hoje em dia praticamente todos os sistemas de foco automático são baseados em dois princípios básicos: a Detecção de Fase (Phase Detection) e a Detecção de Contraste (Contrast Detection).

Saber como o sistema da sua câmera funciona pode facilitar o processo de focagem ou mesmo ajudar a perceber se nosso equipamento serve mesmo para o tipo de assunto que gostamos ou precisamos fotografar.

E tem mais, muitos equipamentos combinam esses dois sistemas para melhorar ainda mais as possibilidades dos sistemas de Foco Automático.

Para explicar de uma maneira muito direta e simples como esses dois sistemas funcionam o canal BHPhoto publicou um vídeo de apenas 4:00 minutos. Nele os sistemas de Auto Foco por Detecção de Fase e de Contraste são mostrados em toda a sua glória!

Um diferencial do vídeo é o de que as legendas foram publicadas também em Português do Brasil. Dessa forma você não deve ter dificuldade em entender o assunto, mas para os preguiçosos eu fiz um resumão logo abaixo, então vejamos como esses sistemas funcionam em câmeras do tipo DSLR e Mirrorless.

 

O sistema de Detecção de Fase

Câmeras do tipo DSLR, aquelas bem tradicionais, são equipamentos onde a luz passa pela lente e é refletida por um espelho para dentro de um pentaprisma, chegando só então no visor que usamos para compor a fotografia.

Nesse tipo de câmera o Auto Foco de Detecção de Fase funciona empregando mais um espelho situado por trás do espelho principal. A luz que entra por esse outro espelho é dividida em dois feixes distintos e projetada sobre um sensor de imagem dedicado, e usada pelo sistema para determinar a distância em que o objeto a ser focalizado está.

Quando o sistema alinha as imagens dos dois feixes que estão em “fase” ele calcula a distância entre a câmera e a cena, acionando o motor de lente e nos proporcionando o foco. É só isso!

Esse tipo de sistema de Auto Foco requer um alinhamento minucioso entre o sensor de Auto Foco e a lente, pois caso contrário muitos erros podem ocorrer. É por isso que muitas Câmeras do tipo “Reflex” avançadas oferecem calibração do sistema por micro-ajustes.

Já nos modernos sistemas Mirrorless, que não tem espelhos, a Detecção de Fase funciona da mesma maneira que nas DSLRs, mas com a leitura sendo feita diretamente no sensor principal (e único).

Nesse caso os sistemas desenvolvidos por cada fabricante tem suas particularidades.

Algumas empresa incluem no sensor de imagem alguns receptores que só recebem luz vinda de uma direção específica da lente, para comparar esses dados com leituras de luz do outro lado do sensor. Ao comparar essas informações a focalização é calculada e obtida.

Um exemplo de uma tecnologia de focalização específica de um fabricante é o AF Dual Pixel CMOS da Canon, que divide cada pixel do sensor de imagem em dois receptores fotográficos. Um deles recebe a luz diretamente enquanto e o outro serve ao sistema de detecção de fase. Esse sistema de autofoco da Canon é reconhecido como muito rápido tanto na captação de fotos quanto em vídeo.

Aliás, os sistemas por Detecção de Fase são geralmente os mais rápidos e são considerados o melhores para uso na fotografia de objetos em movimento, esportes e fotografia de vida selvagem, mas podem sair fora do alinhamento com certa facilidade ou se comportar de maneira errática com alguns tipos de lente. É por isso que é interessante uma câmera com micro-ajuste.

 

O sistema de Detecção de Contraste

Os sistemas de Auto Foco por Detecção de Contraste analisam pixels específicos do sensor movimentando o motor de foco da lente para frente e para trás. Dessa forma procuram identificar o ponto de maior contraste conseguido na imagem. A posição em que o sistema encontra esse melhor contraste é a distância de foco da cena.

No uso prático esse movimento parece um pouco estranho, pois sua lente parece ficar “dançando” enquanto procura o objeto a ser focalizado, mas apesar desta “alternância” toda o sistema é altamente preciso.

As câmeras Mirrorless empregam o sistema de AF por Detecção de Contraste há anos, apresentando alta precisão, e mesmo algumas DSLRs mais modernas usam esse sistema ao fotografar ou filmar em Live View, pela tela de LCD posterior.

Comparado com o sistema de Detecção de Contraste, o sistema por Fase geralmente é mais lento, e talvez não seja o melhor para captar objetos em movimento. No entanto em outro tipos de fotografia como retratos ou paisagens que não tem tanto movimento assim, o sistema de Detecção de Contraste pode ser muito bom devido a sua precisão e maior variedade de pontos selecionáveis de AF.

Além disso os sistemas de Detecção de Contraste não são afetados pelos problemas de ajuste do sistema de Detecção de Fase.

 

O Foco Automático e você

Conhecer o funcionamento dos sistemas de focalização automática pode fazer com que deixemos de cobrar demais de um equipamento que não foi projetado para o tipo de situação que necessitamos fotografar.

Uma câmera que não responda rapidamente ao focalizar uma situação específica pode muito bem ser mais precisa em outra situação, por exemplo.

Eu mesmo vivo penando ao tentar usar o foco automático em câmeras com Detecção de Contraste em situações de baixa luminosidade. Como é que a câmera vai procurar contrastes se a cena não tem luz? Se eu mesmo não vejo nada como é que eu quero que a câmera vá focalizar? Só se for por Sonar, hehehe.

Aliás, já existiu uma câmera da Polaroid que focalizava assim…

No caso dos Smartphones, que vivem sendo usados em baladas e situações de pouca iluminação, os fabricantes já estão projetando sistemas híbridos para tentar garantir uma focalização mais precisa e rápida.

É por isso que eu digo, aproveite o vídeo e aprenda direitinho como os sistemas de Foco Automático funcionam.

Quem sabe depois disso você não fotografa melhor?

Obs.: O vídeo está em inglês, mas como sempre indicamos você pode ativar as legendas automáticas em Português, elas podem ser de muita ajuda para quem não domina essa língua. Note porém que alguns termos técnicos não são bem traduzidos.